【技巧】關(guān)于數(shù)控機(jī)床的操作與技巧總結(jié)

2015-03-15數(shù)控中國(guó)論壇

　　當(dāng)前國(guó)內(nèi)許多剛剛從事數(shù)控機(jī)床操作人員，一部分操作者是，對(duì)機(jī)械加工非常熟悉，但對(duì)于數(shù)控機(jī)床的編程是比較陌生的；一部分是剛畢業(yè)的學(xué)生，他們對(duì)機(jī)械加工知識(shí)，數(shù)控加工和編程的理論比較熟悉，但是缺少實(shí)際的機(jī)械加工經(jīng)驗(yàn)；也有很多操作者是從來沒有接觸過機(jī)械加工和編程的，那他們要學(xué)習(xí)數(shù)控機(jī)床操作，困難是非常巨大的。

　　對(duì)于這些初學(xué)數(shù)控機(jī)床的人員，掌握一定的數(shù)控機(jī)床操作技巧是非常重要的。一方面他們可以避免發(fā)生機(jī)床碰撞事故，導(dǎo)致機(jī)床損壞；二是可以在較短的時(shí)間之內(nèi)，能夠迅速提高操作者的數(shù)控機(jī)床操作技能，勝任本職工作。本文特別針對(duì)這些剛接觸數(shù)控機(jī)床的操作人員，介紹了一些數(shù)控機(jī)床的操作技巧的理論知識(shí)，希望對(duì)剛剛從事的數(shù)控機(jī)床的操作者來說有一些借鑒的意義。

　　首先，操作者需對(duì)操作的數(shù)控機(jī)床有一個(gè)全面的了解。

　　了解機(jī)床的機(jī)械結(jié)構(gòu)：要了解機(jī)床的機(jī)械構(gòu)造組成；要掌握機(jī)床的軸系分布；更要牢牢地掌握機(jī)床各個(gè)數(shù)控軸的正負(fù)方向；要掌握機(jī)床的各部件的功能和使用，譬如簡(jiǎn)單的氣動(dòng)系統(tǒng)原理和功能，簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)工作原理和功能；另外要掌握機(jī)床各輔助單元的工作原理和功能，譬如刀庫、冷卻單元、電壓穩(wěn)壓器，電器柜冷卻器等等單元的工作原理，功能和使用方法，以及機(jī)床各個(gè)安全門鎖的工作原理、功能和使用方法。

　　牢牢地掌握機(jī)床的各操作按鈕功能：知道怎么執(zhí)行程序；怎么暫停程序后檢查工件加工狀態(tài)后，恢復(fù)暫停狀態(tài)后繼續(xù)執(zhí)行程序，怎么停止程序；怎么更改程序后再執(zhí)行程序，諸如此類。

　　了解你所操作機(jī)床是什么樣的操作系統(tǒng)；簡(jiǎn)單了解數(shù)控系統(tǒng)的控制原理和工作方法；系統(tǒng)使用什么樣工作語言，機(jī)床加工使用的軟件及其使用的語言。如果操作者對(duì)該語言不了解或者對(duì)該語言的專業(yè)詞匯不了解，那么就需要專業(yè)的培訓(xùn)，在培訓(xùn)時(shí)需要認(rèn)真地做好筆記，機(jī)床軟件中的每個(gè)詞匯代表什么中文意思，必須死記硬背進(jìn)行掌握，那么才能為以后在工作中正確使用機(jī)床。

　　另外，操作者也需要在培訓(xùn)時(shí)對(duì)一般的操作報(bào)警的語句進(jìn)行學(xué)習(xí)掌握，知道其中文是代表什么意思，怎么解決問題，怎么消除錯(cuò)誤報(bào)警。另外對(duì)于操作者來說，如果有精力和能力允許的話，可以對(duì)該類語言進(jìn)行學(xué)習(xí)掌握，那么對(duì)以后提高機(jī)床操作技巧有很大幫助。

　　其次，要熟練掌握控制數(shù)控機(jī)床的手動(dòng)或者自動(dòng)操作，熟練掌握控制機(jī)床的各數(shù)控軸的移動(dòng)。

　　操作者必須達(dá)到熟能生巧的境界，那么才能在任何情況下都能做到收放自如；才會(huì)在遇到碰撞或者故障情況下，操作者可以正確而及時(shí)的處理問題，操作者才會(huì)形成條件反射，果斷采取制動(dòng)手段。

　　另外操作者對(duì)數(shù)控機(jī)床的加工程序要非常熟悉；什么樣的工序和操作，機(jī)床就應(yīng)該有什么樣的動(dòng)作，都要非常熟悉。當(dāng)機(jī)床執(zhí)行程序時(shí)，你才能在第一時(shí)間知道機(jī)床動(dòng)作是否正確，是否需要采取制動(dòng)措施。另外，每個(gè)初學(xué)操作者在操作機(jī)床的初期或多或少有一些恐懼心理，害怕機(jī)床發(fā)生撞刀、發(fā)生撞機(jī)。那么只有操作者在熟練掌握了數(shù)控機(jī)床的操作之后，才能克服類似的恐懼心理，才能在此基礎(chǔ)之上學(xué)習(xí)掌握更高的數(shù)控機(jī)床操作技巧。

　　第三，要熟練掌握程序編輯，各個(gè)工序的參數(shù)補(bǔ)償和刀具或者砂輪的直徑和長(zhǎng)度的補(bǔ)償。

　　首先經(jīng)過培訓(xùn)掌握你所要操作數(shù)控機(jī)床的編程語言，編程方法和各參數(shù)補(bǔ)償方法?，F(xiàn)在大多數(shù)先進(jìn)的數(shù)控機(jī)床都配有編程或仿真的PC工作站。那么初學(xué)者可以在工作站上先進(jìn)行軟件編輯和機(jī)床切削的仿真學(xué)習(xí)。

　　在學(xué)習(xí)編程過程中，不要只注重模擬結(jié)果，更重要是要學(xué)習(xí)模擬加工的過程，要明白工件的加工需要使用什么樣的刀具或者砂輪，機(jī)床數(shù)控軸通過怎樣的運(yùn)動(dòng)軌跡完成了切削加工；機(jī)床在執(zhí)行具體某個(gè)工序加工時(shí)，機(jī)床內(nèi)各相關(guān)部件移動(dòng)的位置和方向；注意在執(zhí)行加工時(shí)各個(gè)軸的運(yùn)動(dòng)方向和切入方向，包括怎樣進(jìn)刀，怎樣退刀，注意在機(jī)床加工時(shí)各個(gè)工步的快進(jìn)速度和位移，各個(gè)工步的工進(jìn)的速度和位移。在通過仿真軟件進(jìn)行加工，注意在模擬過程中所有參數(shù)都必須正確輸入，不要因?yàn)槟M就隨意輸入馬虎了事，這樣可能出現(xiàn)仿真加工的結(jié)果不正確；或者造成以后實(shí)際加工時(shí)的碰撞事故，或者零件報(bào)廢。如果仿真軟件有防碰撞測(cè)試的功能，那么就要使用該功能，檢查編程的正確性。

　　另外，操作者需要特注意：仿真加工只是理論上的一個(gè)結(jié)果，并不代表機(jī)床在實(shí)際切削加工過程中就不會(huì)發(fā)生碰撞，也不代表就能加工出合格的產(chǎn)品。仿真模擬的目的是為了節(jié)省編程時(shí)間，提高機(jī)床實(shí)際利用率，減少加工工件時(shí)的調(diào)試時(shí)間，并不代表實(shí)際的零件加工。完成完美的工件加工是和數(shù)控機(jī)床操作者的智慧和汗水密不可分的。

　　要點(diǎn)四，實(shí)際加工過程中的加工技巧，認(rèn)真做好準(zhǔn)備工作，先將圖紙讀懂，確認(rèn)要加工工件的位置，確認(rèn)要加工工件部位的精度公差，然后編輯加工程序。要將加工中需要的工件和刀具或者砂輪準(zhǔn)備好，將加工過程中需要的檢測(cè)儀器都準(zhǔn)備好，將加工過程中需要的輔助工裝和夾具都準(zhǔn)備齊全。

　　加工第一件工件時(shí)，機(jī)床應(yīng)該使用單步工作狀態(tài)進(jìn)行試切削。當(dāng)機(jī)床程序每調(diào)用一個(gè)新的刀具或者砂輪時(shí)應(yīng)該先進(jìn)行對(duì)刀，檢查程序動(dòng)作是否正確。

　　工件加工時(shí)盡量采取一次裝夾，完成工件加工；如果需要進(jìn)行測(cè)量或者其他原因需要工件的二次裝夾，那么就必須保證第二次裝夾與第一次裝夾的定位和加工基準(zhǔn)的統(tǒng)一。如果采取機(jī)床的自動(dòng)定位裝置，那么需要保持自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量速度一致性。在對(duì)工件的加工精度進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，最好能夠在機(jī)床上完成，這樣可以減少二次裝夾的定位誤差。另外，機(jī)床在加工工件的某些部位，其尺寸公差的精度要求較高時(shí)，操作者在每次加工完成后，都需要進(jìn)行精度檢查，檢查合格后再去加工工件下一個(gè)的位置；如果工件上某個(gè)部位的形狀是由兩個(gè)或者多個(gè)方向加工合成的，那么每個(gè)方向的加工都會(huì)影響該部位形狀的位置或者形狀的公差，那么加工時(shí)應(yīng)先加工對(duì)工件精度影響較小的一個(gè)方向，然后再加工工件公差要求較高的方向，最后反復(fù)加工，最后逼近所要求的精度。如果在機(jī)床上使用標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量?jī)x器不能對(duì)工件進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)又不能把工件從機(jī)床上取下進(jìn)行測(cè)量，否則影響工件的加工精度，那么可以使用特殊的卡規(guī)、塞規(guī)、量規(guī)等手段來檢測(cè)，如果機(jī)床本身軟件帶有測(cè)量功能，那么可以使用機(jī)床本身來測(cè)量工件。在完成整個(gè)工件的加工后，再對(duì)工件進(jìn)行全面的檢測(cè)。

　　對(duì)于成批量工件的加工。當(dāng)初次程序調(diào)試完成后，那么需要優(yōu)化加工程序。優(yōu)化的基本原則如下：保證加工質(zhì)量的前提，優(yōu)化切削參數(shù)，譬如工進(jìn)速度、刀具或砂輪轉(zhuǎn)速、橫向進(jìn)給量，加工深度等等；優(yōu)化加工步驟，優(yōu)化加工基準(zhǔn)，提高加工效率，使用高壽命刀具或砂輪，減少換刀次數(shù)或者砂輪修正次數(shù)；建立合理的加工程序的數(shù)學(xué)模型，編輯有效可靠程序，合理設(shè)置粗精加工的余量和次數(shù)和使用適當(dāng)?shù)某尚偷毒呋蛘呱拜啠瑢?duì)于提高效率，保證加工質(zhì)量具具有較為顯著的效果。

　　對(duì)于保證被加工工件的加工質(zhì)量應(yīng)該注意以下幾方面：加工時(shí)要對(duì)機(jī)床進(jìn)行熱機(jī)一段時(shí)間，保持機(jī)床各機(jī)械軸在工作期間的熱平衡，盡量保持機(jī)床加工過程的被加工工件溫度穩(wěn)定，并且盡量保持工作頭、機(jī)床主軸、絲杠導(dǎo)軌，光柵尺，刀具夾頭或者砂輪接桿的冷熱平衡。如果機(jī)床使用冷卻油和冷卻液，要保持其溫度恒定，冷卻液的溫度是影響工件加工的精度的重要因素之一，通過機(jī)床的冷卻系統(tǒng)來保證冷卻液的恒定溫度。

　　一般工廠晚上都需要關(guān)機(jī)，第二天需要再開機(jī)床，所以每天機(jī)床工作前都需要進(jìn)行熱機(jī)。為了提高的機(jī)床利用率，現(xiàn)有兩種方法可以實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工。一是開機(jī)后對(duì)原始程序稍許修改，在所有的加工工序中做一個(gè)遠(yuǎn)離工件的補(bǔ)償量，那么加工過程中，機(jī)床的在機(jī)床加工時(shí)根據(jù)測(cè)量結(jié)果更改修正值，當(dāng)機(jī)床處于熱平衡狀態(tài)后，修正值就可以不需要再更改。另外一種方法是，那么在開機(jī)后的一段時(shí)間先加工工件公差較大的部位，然后經(jīng)過一段時(shí)間后等到機(jī)床達(dá)到熱平衡后，再來加工工件上某些公差要求較高的位置；或者先用機(jī)床進(jìn)行粗加工，等機(jī)床工作達(dá)到熱平衡后，再進(jìn)行工件的精加工。

　　對(duì)于一個(gè)具有多基準(zhǔn)，有多處精度要求較高的尺寸的工件。那么應(yīng)先加工工件上有一個(gè)基準(zhǔn)僅定義一個(gè)或兩個(gè)尺寸，但尺寸精度要求較高的位置，而對(duì)同一基準(zhǔn)有多個(gè)尺寸的部位，應(yīng)先加工精度最高的部位，然后再加工精度較低的位置。因?yàn)闄C(jī)床在加工高精度的部位時(shí)工件容易產(chǎn)生廢品，那工件其余的部位就可以不加工，這樣節(jié)省了加工成本。

　　總之，加工的 基本原則：先粗加工，把工件的多余材料去掉，然后精加工；加工中應(yīng)避免振動(dòng)的發(fā)生；避免工件加工時(shí)的熱變性。造成的振動(dòng)發(fā)生有很多原因，可能是負(fù)載過大，可能是機(jī)床和工件的共振，或者可能是機(jī)床的剛性不足，也可能是刀具或砂輪鈍化后造成的。我們可以通過下述方法來減小振動(dòng)：減小橫向進(jìn)給量和加工深度，檢查工件裝夾是否牢靠，提高刀具的轉(zhuǎn)速或者降低轉(zhuǎn)速可以降低共振，另外查看是否有必要的更換新的刀具。

　　對(duì)于數(shù)控機(jī)床操作的初學(xué)者，經(jīng)常發(fā)生碰撞。常聽別人說，不碰機(jī)床，就學(xué)不會(huì)機(jī)床操作，這是一種非常錯(cuò)誤和有害的認(rèn)識(shí)。機(jī)床碰撞對(duì)機(jī)床的精度是很大的損害，對(duì)于不同類型機(jī)床影響也不一樣。一般來說，對(duì)于剛性不強(qiáng)的機(jī)床影響較大，對(duì)于剛性較強(qiáng)的龍門結(jié)構(gòu)的機(jī)床，在同等的撞擊力下影響較小。如果機(jī)床是懸臂式得結(jié)構(gòu)，以及機(jī)床主軸是裝在一回轉(zhuǎn)軸上的機(jī)床結(jié)構(gòu)，一旦機(jī)床發(fā)生碰撞的話，對(duì)機(jī)床的精度影響是致命的。所以對(duì)于高精度數(shù)控機(jī)床來說，碰撞絕對(duì)要杜絕。只要操作者細(xì)心和掌握一定的防碰撞的方法，碰撞是完全可以預(yù)防和避免。 以下幾點(diǎn)心得或許對(duì)數(shù)控機(jī)床初學(xué)者預(yù)防碰撞有所幫助。

　　碰撞發(fā)生的最主要的原因：一是對(duì)刀具或者砂輪 的直徑和長(zhǎng)度輸入錯(cuò)誤；二是對(duì)工件的尺寸和其他相關(guān)的幾何尺寸輸入錯(cuò)誤以及工件的初始位置定位錯(cuò)誤；三是機(jī)床的工件坐標(biāo)系設(shè)置錯(cuò)誤，或者機(jī)床零點(diǎn)在加工過程中被重置，而產(chǎn)生變化。機(jī)床碰撞大多發(fā)生在機(jī)床快速移動(dòng)過程中，這時(shí)候發(fā)生的碰撞的危害也最大，應(yīng)絕對(duì)避免。所以操作者要特別要注意機(jī)床在執(zhí)行程序的初始階段和機(jī)床在更換刀具或砂輪的時(shí)候，此時(shí)一旦程序編輯錯(cuò)誤，刀具或砂輪的直徑和長(zhǎng)度輸入錯(cuò)誤，那么就很容易發(fā)生碰撞。在程序結(jié)束階段，各數(shù)控軸的退刀動(dòng)作順序錯(cuò)誤，那么也可能發(fā)生碰撞。為了避免上述碰撞，在第一次使用刀具和砂輪時(shí)，要仔細(xì)進(jìn)行對(duì)刀，不能輕視該問題。為了避免碰撞，操作者在操作機(jī)床時(shí)，要充分五官的功能，觀察機(jī)床有無異常動(dòng)作，有無火花，有無噪音和異常響動(dòng)，有無震動(dòng)，有無焦味。發(fā)現(xiàn)異常情況應(yīng)立即停止程序，待機(jī)床問題解決后，機(jī)床才能繼續(xù)工作。同時(shí)在操作之前，操作者應(yīng)該接受機(jī)床操作的安全培訓(xùn)，每類機(jī)床應(yīng)有安全操作規(guī)程，操作人員應(yīng)經(jīng)系統(tǒng)的操作和安全培訓(xùn)，持有培訓(xùn)合格的上崗證后才能上機(jī)床工作。工作前，應(yīng)知道滅火器的位置，并且操作者要掌握滅火器的方法，機(jī)床的氣壓開關(guān)的位置，機(jī)床的輸入電源的開關(guān)的位置，液壓工作站的位置，都因掌握應(yīng)急的關(guān)閉的方法，對(duì)于使用冷卻油的磨床應(yīng)將滅火器的放置在機(jī)床的三米之內(nèi)。

　　總之，掌握數(shù)控機(jī)床的操作技巧是一個(gè)循序漸進(jìn)的過程，并不能一蹴而就。它是建立在掌握了機(jī)床基本操作、基礎(chǔ)的機(jī)械加工知識(shí)和基礎(chǔ)的編程知識(shí)之上的。數(shù)控機(jī)床操作技巧也不是一成不變的。它是需要操作者成分發(fā)揮想象力和動(dòng)手能力的有機(jī)組合，是具有創(chuàng)新性的勞動(dòng)。